지난 20일 삼성전자는 서울 강남구 인터콘티넨탈 코엑스에서 '삼성 파운드리 포럼 2022(Samsung Foundry Forum 2022)'를 열었어요. 삼성전자는 2016년부터 이 포럼을 세계 각국에서 열고 기술적 현황과 중장기 계획을 밝히고 있어요.
삼성전자는 이번 포럼에서 2027년까지 올해보다 3배 이상 생산능력을 늘리겠다는 계획을 내놨는데요, 이번 '테크 따라잡기'에선 삼성전자가 미래 먹거리로 낙점한 파운드리에 대해 알아볼게요.
'반도체 OEM' 파운드리
파운드리(Foundry)는 일종의 반도체를 생산하는 공장이죠. 반도체를 설계하지 않고, 위탁 생산만 맡아요. 제조업의 OEM(Original Equipment Manufacturer)과 비슷한 개념으로, '수탁 반도체 제조 사업'으로도 불리죠.
파운드리에 반도체 생산을 맡기는 곳은 팹리스(Fabless)예요. 팹(fabrication facility, 반도체 제조시설)이 없다는 뜻의 팹리스는 반도체를 설계만 하죠. 팹리스가 설계한 반도체를, 파운드리가 생산하는 것이죠.
팹리스와 파운드리 사이에는 디자인하우스가 있어요. 디자인하우스는 팹리스가 설계한 반도체가 파운드리 공정에 적합하도록 도면을 만들어주죠. 팹리스→디자인하우스→파운드리로 반도체 분업화가 이뤄지고 있다는 얘기예요.
대표적인 파운드리 기업은 대만의 TSMC죠. 팹리스는 애플, 퀄컴, 엔비디아 등이 있어요. 애플이 아이폰 두뇌인 AP(Application Processor)를 설계하고, 이 AP를 TSMC가 생산하는 식이죠.
팹리스가 설계하고 파운드리가 생산하는 반도체는 대부분 시스템반도체예요. D램 등 정보를 저장하는 메모리반도체가 아니란 뜻에서 비메모리반도체라고도 불리죠. 삼성전자는 시스템반도체와 함께 '시스템LSI'라고 부르기도 해요.
삼성전자는 메모리반도체의 절대 강자죠. 전세계 메모리 반도체 시장의 40%대 점유율을 굳건히 지키고 있죠. 하지만 파운드리 시장은 상황이 다르죠. TSMC가 50%대 점유율을 지키고 있고, 삼성전자는 10% 점유율에 머물고 있죠.
기술력으로 점유율 따라잡을까
파운드리 시장은 높은 성장세가 전망되고 있죠. 인공지능(AI), 자율주행, 6G(6세대 이동통신), 사물인터넷(IoT) 등에 필요한 고성능 반도체가 필요해서죠. 하지만 이 고성능의 반도체를 대량 생산할 수 있는 곳은 전 세계적으로 TSMC와 삼성전자 정도뿐입니다.
파운드리의 경쟁력은 초미세 공정에서 나와요. 공정이 미세할수록 반도체 성능을 결정짓는 트랜지스터가 더 많이 들어갈 수 있어서죠.
현재 삼성전자의 초미세 공정은 3~5나노(nm, 1nm=10억분의 1미터)까지 동시에 진행되고 있어요. 5나노 공정은 수율이 '성숙 단계'로, 5나노의 업그레이드 버전인 4나노는 안정적인 수율로 들어가고 있죠. 최첨단 공정인 3나노는 지난 6월 세계 최초로 양산에 시작했어요. 2025년 2나노 양산, 2027년 1.4나노 공정을 도입한다는 계획이죠.
반면 TSMC는 올 3분기로 예정됐던 3나노 양산을 4분기로 연기한 상황이죠. 삼성전자가 기술력으로 점유율을 극복할 수 있을지 관심을 끄는 대목입니다.
